1. SISN
  2. Всі випуски
  3. Випуск 15, 2024
  4. Розподілені транзакції в мікросервісній архітектурі: стратегії прийняття обґрунтованих рішень

Розподілені транзакції в мікросервісній архітектурі: стратегії прийняття обґрунтованих рішень

SISN.
2024;
Випуск 15
: cc. 449 - 459
https://doi.org/10.23939/sisn2024.15.449
Автори:
  1. Артем Баштовий
  2. Андрій Фечан
1
Національний університет «Львівська політехніка», кафедра програмного забезпечення, Львів, Україна
2
Національний університет «Львівська політехніка»

Виникнення мікросервісної архітектури істотно модернізувало практики розроблення програмного забезпечення завдяки децентралізації компонентів, що полегшило масштабова- ність та сприяло гнучкості у проєктуванні та впровадженні систем. Використання мікросервісів замість одного сервера має певні переваги, проте розподілені компоненти також спричиняють додаткові обмеження та складнощі у підтримці узгодженості даних. Оскільки міскросервіси взаємодіють незалежно один від одного, координація оновлень даних через кілька сервісів ускладнюється, особливо в сценаріях, де потрібна транзакційна цілісність даних. Розподілені транзакції – одне із рішень для забезпечення узгодженості даних між сервісами. Незважаючи на ефективність, розподілені транзакції передбачають різні компроміси та вплив на загальну про- дуктивність системи. Це дослідження підкреслює потребу у виваженому розумінні розподілених транзакцій у мікросервісах, повертаючись до викликів у керуванні розподіленими транзакціями в системах зберігання даних. Досліджено також відомі рішення для різних методів розподілених транзакцій. В цій роботі оцінено вплив розподілених транзакцій на продуктивність, зроблено висновки про наслідки перенесення транзації з однієї бази даних у розподілене середовище на підставі експериментів, у яких порівнювали мікросервісні та монолітні системи. Це дослідження також сприяє покращенню розуміння та прийняттю рішень щодо використання розподілених транзакцій у міскросервісній архітектурі. В підсумку запропоновано оптимізований метод прий- няття рішень для застосування розподілених транзакцій у мікросервісній архітектурі, спрямова- ний на спрощення та прискорення процесів проєктування програмного забезпечення для програмістів, архітекторів рішень та розробників.

розподілені транзакції
мікросервісна архітектура
рішення
посібник
концентрація
розподілені системи
  1. Bacon, D., Kogan, E., Lloyd, A., Melnik, S., Rao, R., Shue, D., Taylor, C., Holst, M., Woodford, D., Bales, N., Bruno, N., Cooper, B., Dickinson, A., Fikes, A., Fraser, C., Gubarev, A., Joshi, M. (2017). Spanner: Becoming a SQL system. Proceedings of the 2017 ACM International Conference on Management of Data, 331–343. https://doi.org/10.1145/3035918.3056103
  2. Barthels, C., Müller, I., Taranov, K., Alonso, G., & Hoefler, T. (2019). Strong consistency is not hard to get: Two-phase locking and two-phase commit on thousands of cores. Proceedings of the VLDB Endowment, 12(13), 2325–2338.    https://doi.org/10.14778/3358701.3358702
  3. Bashtovyi, A., & Fechan, A. (2023). Change data capture for migration to event-driven microservices case study. https://doi.org/10.1109/CSIT61576.2023.10324262
  4. Bharati, R. D., & Attar, V. Z. (2018). A comprehensive survey on distributed transactions based data partitioning. 2018 International Conference on Current Trends towards Converging Technologies (ICCT), 1–5. https://doi.org/10.1109/ICCUBEA.2018.8697589
  5. Binildas, C. (2019). Transactions and microservices. In Practical microservices architectural patterns, 483–541. Apress. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-4501-9_14
  6. Daraghmi, E., Yuan, S. M., & Zhang, C. P. (2022). Enhancing saga pattern for distributed transactions within a microservices architecture. Applied Sciences, 12(12), 6242. https://doi.org/10.3390/app12126242
  7. Dürr, K., Lichtenthaeler, R., & Wirtz, G. (2022). Saga pattern technologies: A criteria-based evaluation. In Proceedings of the 17th International Conference on Software Technologies, 141–148. SciTePress. https://doi.org/10.5220/0010999400003200
  8. Fan, P., Liu, J., Yin, W., & Wang, H. (2020). 2PC*: A distributed transaction concurrency control protocol of multi-microservice based on cloud computing platform. Journal of Cloud Computing, 9(1), Article 11. https://doi.org/10.1186/s13677-020-00183-w
  9. Helland P.(2017). Life beyond distributed transactions. Commun. ACM, 60, 2, 46–54. https://doi.org/10.1145/3009826
  10. Janssen, T. (n.d.). Distributed transactions – Don’t use them for microservices. Thorben Janssen. Retrieved April 1, 2024, from https://thorben-janssen.com/distributed-transactions-microservices/
  11. Kleppmann, M. (2017). Designing Data-Intensive Applications (1st ed.). O’Reilly Media, Inc.
  12. Limón, X., Guerra-Hernández, A., Sanchez G., A., & Pérez-Arriaga, J. C. (2018). SagaMAS: A software framework for distributed transactions in the microservice architecture. In Proceedings of the 6th International Conference in Software Engineering Research and Innovation, 50–58. IEEE. https://doi.org/10.1109/CONISOFT.2018.8645853
  13. Lin, Q., Chang, P., Chen, G., Ooi, B. C., Tan, K.-L., & Wang, Z. (2016). Towards a non-2PC transaction management in distributed database systems. In Proceedings of the 2016 International Conference on Management of Data, 1659–1674. Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/2882903.2882923
  14. Munonye, K. & Martinek, P. (2020). Enhancing Performance of Distributed Transactions in Microservices via Buffered Serialization. Journal of Web Engineering. https://doi.org/10.13052/jwe1540-9589.1956.
  15. MySQL NDB Cluster CGE. (n.d.) MySQL. Retrieved April 1, 2024, from https://www.mysql.com/products/cluster/
  16. Richardson, C. (n.d.). Pattern: Database per service. Microservice Architecture Retrieved April 1, 2024, from     https://microservices.io/patterns/data/database-per-service.html
  17. Ruan, P., Dinh, T. T. A., Loghin, D., Zhang, M., Chen, G., Lin, Q., & Ooi, B. C. (2021). Blockchains vs. distributed databases: Dichotomy and fusion. In Proceedings of the 2021 International Conference on Management of Data, 1504–1517. Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3448016.3452789
  18. Sekhar, R. R. (2020). Microservices, Saga Pattern and Event Sourcing: A Survey. International Research Journal of Engineering and Technology, 7(5), 633–636. https://www.irjet.net/archives/V7/i5/IRJET-V7I5124.pdf
  19. Shamis, A., Renzelmann, M., Novakovic, S., Chatzopoulos, G., Dragojević, A., Narayanan, D., & Castro, M. (2019). Fast general distributed transactions with opacity. In Proceedings of the 2019 International Conference on Management of Data (SIGMOD '19), 433–448. Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3299869.3300069
  20. Shi, L., Wang, K., Li, M., Tong, J., Qiao, H., & Jiang, Y. (2023). Research on distributed relational database based on MySQL. Other Conferences.
  21. Štefanko, M., Chaloupka, O., & Rossi, B. (2019). The saga pattern in a reactive microservices environment. In Proceedings of the 14th International Conference on Software Technologies, 483–490. SciTePress. https://doi.org/10.5220/0007918704830490
  22. Transactions. (n. d.). MongoDB. Retrieved April 1, 2024, from https://www.mongodb.com/docs/manual/core/transactions/
  23. Wu, Y., & Liang, Z. (2018). Implementation of distributed XA transactions in MyCat based on table broadcasting mechanism. In 2018 IEEE/ACM 5th International Conference on Big Data Computing Applications and Technologies (BDCAT), 215–216. IEEE. https://doi.org/10.1109/BDCAT.2018.00038
  24. Yan, X., Yang, L., Zhang, H., Lin, X., Wong, B., Salem, K., & Brecht, T. (2018). Carousel: Low-latency transaction processing for globally-distributed data. In Proceedings of the 2018 International Conference on Management of Data, 231–243. Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3183713.3196912
  25. Zamanian, E., Kraska, T., Binnig, C., & Harris, T. (2016). The End of a Myth: Distributed Transactions Can Scale. Proceedings of the VLDB Endowment, 10(6), 483–541. https://doi.org/10.14778/3055330.3055335
  26. Zhang, G., Ren, K., Ahn, J. S., & Romdhane, S. B. (2019). GRIT: Consistent Distributed Transactions Across Polyglot Microservices with Multiple Databases. https://doi.org/10.1109/ICDE.2019.00230
  27. Zhang, Q., Li, J., Zhao, H., Xu, Q., Lu, W., Xiao, J., Han, F., Yang, C., & Du, X. (2023). Efficient distributed transaction processing in heterogeneous networks. Proceedings of the VLDB Endowment, 16(5), 1372– 1385.    https://doi.org/10.14778/3583140.3583153
  28. Zhu, T., Guo, J., Zhou, H., Zhou, X., & Zhou, A.-Y. (2018). Consistency and availability in distributed database systems. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 29(1), 131–149. https://doi.org/10.13328/j.cnki.jos.005433